心力衰竭是心血管疾病晚期最常见的症状,具有很高的发病率和致死率。但在过去,针对心力衰竭的治疗方法并不多,而且效果也大多不太理想。不过,随着生物材料学的进步,这一难题似乎正在得以解决。
再生医学网获悉,近日,上海交通大学医学院与东华大学合作,在出版的《自然—医学》上发表了题为“A perfusable,multifunctional epicardial device improves cardiac function and tissue repair”的文章,研究阐述了一种可灌注、多功能心外膜装置,可改善心脏功能和组织修复。
研究人员设计了一种可灌注的多功能心外膜装置(PerMed),该装置由可生物降解的弹性贴片(BEP)、可渗透的分层微通道网络(PHM)和能够从皮下植入泵中输送治疗药物的系统构成。BEP植入心外膜后主要为心室重构提供机械刺激,而PHM则促进血管生成并允许修复细胞的浸润。
研究人员通过实验发现:PGS/聚己内酯(9:1)制成的BEP具有均匀的厚度和光滑的表面,之间无明显的分离。而由PCL和PCL/明胶(3:1)制成的PHM具有多级仿生结构,包括多层互连分支网络,在通道壁中具有许多开放且均匀的可渗透微孔。而在机械性能上,BEP与正常心脏组织相似,具有良好的弹性、疲劳耐久性和很小的滞后现象。PCL和PCL/明胶(3:1)制成的PHM具有良好的弹性和抗疲劳性,能够承受动态变形,并在长期心外膜应用期间保持管状结构。
同样,在生物相容性能方面,PCL/明胶(3:1)PHMs比其他PHMs具有更高的活细胞比率,细胞也很好地附着在聚己内酯/明胶(3:1)多孔膜上,并形成类似于微通道的三维(3D)结构。同时,脂肪干细胞和脂肪源干细胞可以在所有三种具有相似细胞活力的胚胎干细胞上良好生长。
随后,研究人员将PerMed植入到心梗模型中,比较了各组的存活率和心脏功能。试验结果表明在心肌梗死大鼠模型中,植入PerMed改善了心室功能。当与皮下泵相连时,PerMed可使血小板源性生长因子-BB有针对性、持续且稳定地释放,与没有该泵的设备相比,其可增强心脏修复的功效。研究人员还验证了在猪中进行微创外科PerMed植入的可行性,证明了其具有临床转化和治疗心脏病的潜力。
最后,
再生医学网认为,该项研究成果的问世,既标志着心力衰竭这一临床难题得到了“最优的解决方案”,也证明了我国生物医学材料研发能力得到了长足提升。相信在不久的将来,这一神奇的心脏“创可贴”能够大规模应用于临床治疗,从而造福千千万万的患者。